Ответ: Медицинские аппаратно-программные комплексы – это диагностическое, лечебное, лабораторное оборудование, аппараты мониторинга и биотехнические устройства, которые с помощью компьютеров и специального программного обеспечения (ПО) могут собирать, обрабатывать, хранить информацию о текущем состоянии пациента, а в некоторых случаях – управлять его лечением, минимально вовлекая в этот процесс медицинский персонал.
Аппаратно-компьютерные медицинские системы по своему назначению подразделяются на 5 основных групп:
• для получения медицинских изображений органов человека (компьютерный томограф (КТ) позволяет получать послойные снимки внутренних органов человека (компьютерные томограммы) при движении рентгеновской трубки вокруг тела пациента. Такая технология позволяет реконструировать трехмерное изображение органов. Магнитно-резонансный томограф (МРТ) основан на исследовании магнитного резонанса ядер протонов человека, помещенного в сильное магнитное поле. С помощью мрт получают максимально точной информации о состоянии внутренних органов, систем, тканей, сосудов, сухожилий, костных тканей и прочее. Исследование позволяет диагностировать заболевания во всех тканях человека),
• для получения параметрических данных (позволяют с помощью компьютерных программ прижизненно определять минеральный, химический или биохимический состав органов человека. Одним из таких методов стала двухфотонная компьютерная рентгеновская остеоденсито- метрия.),
• для выполнения мониторинга (ЭКГ, предназначены для отслеживания на значительном промежутке времени функционального состояния различных органов.),
• терапевтического направления (Предназначены для компьютерного контроля и управления физиотерапевтическими процедурами, для программного вливания лекарственных препаратов и для управления перфузионными насосами, а также для оптимизации функционирования аппаратуры в процессе проведения ингаляционного наркоза и искусственной вентиляции легких. Большое значение в этом отношении имеют аппараты искусственного гемодиализа)
Ответ: ?/На данный момент компьютеры приобрели широкое распространение во многих ветвях медицины. Начиная с компьютеризованной системы предписаний врача (назначение анализов и/или медикаментов), заканчивая роботами-интернами, помогающими хирургам во время операций. Также не малое значение компьютеры играют и в работе клиник в целом, помогая планировать и выполнять различные административные задачи, отслеживать финансы, проводить инвентаризации и т.д. Далеко не второстепенную роль сыграл и Интернет. Благодаря ему появилось новое направление в медицинской диагностике — телерадиология (проще говоря передача через всемирную паутину изображений и данных медицинского характера). Это новшество дало возможность анализировать данные пациента и принимать решения касательно его лечения, находясь в дали от него, тем самым экономя драгоценное время. Также врачи получили возможность быстро консультироваться со своими коллегами со всего мира. Огромная база медицинских знаний, хранимая в Интернете, доступна и пациентам, давая им возможность ознакомится со своим заболеванием, распознать симптомы, узнать нужную информацию о враче и/или клинике, о препаратах и т.д.
Применение ИТ-технологий в передовых отраслях медицины имеет большее распространение, нежели использование техники, а тем более Интернета для нужд самого здравоохранения.
Компьютерная томография. С помощью этого метода производится исследование состояния организма пациента путем измерения тонких слоев исследуемых органов. Такие частые измерения сканируются и записываются на компьютер. Программы обработки представляют этот орган в объемном изображении на мониторе. Вся система и совокупность используемых устройств называются томографом. Создание томографии без применения ИТ-технологий было бы невозможно.
Диагностические экспертные системы. На этапе разработки таких систем для нужд лабораторных исследований и диагностики создаются определенные диагностические алгоритмы, базы заболеваний, происходит систематизация их симптомов.
Методом опроса пациента, происходит подбор симптомов, которые способствуют максимальному приближению к группе заболевания, оценивается вероятность правильной оценки ее. В мире существует около 200 различных видов программ диагностической направленности, но пока еще не существует такого алгоритма, который бы выдавал один диагноз.
Компьютерная флюорография применяется для радиологического исследования легких пациентов. Чаще всего этот метод используется для профилактических целей./?
Ответ: Электрофизиология — один из разделов физиологии, изучающий электрические явления в живых тканях, а также действие на них электрического тока. Электрофизиологические методы исследования широко применяют при диагностике различных заболеваний, оценке функционального состояния органов, тканей и клеток (Электрогастрография, Электрокардиография, Электромиография, Электроэнцефалография и др.), при изучении природы биоэлектрических явлений (Биоэлектрические потенциалы, Биоэлектрические явления) и их связи с функцией и различными процессами жизнедеятельности (Электропроводность биологических систем, Электротонические явления).
Для современного этапа развития электрофизиологии характерно все возрастающее применение электрофизиологических методов в клинической и экспериментальной практике, а также их использование в комплексе с биохимическими, иммунохимическими и биофизическими методами. Для анализа результатов исследования в электрофизиологии применяется электронная вычислительная техника. Методы электрофизиологии эффективно используются при диагностике и лечении болезней сердца, нервной и мышечной систем, а также в авиационной и спортивной медицине.
С помощью электрофизиологических методов решается ряд важных проблем фундаментального и прикладного характера, в частности изучение принципов нейронной организации мозга, механизмов, лежащих в основе процессов приема, кодирования, обработки информации в нервной системе, исследование молекулярных механизмов специализированной деятельности нервных и других клеток, роли различных биологически активных веществ, в регуляции электрической и химической возбудимости клеток и тканей, в модуляции синапсической передачи.
Электрофизиологическое исследование представляется тремя последовательными этапами: 1) Съем; 2) Регистрация 3) Обработка сигналов биологической активности (биосигналов).
Специфические особенности, присущие каждому этапу реализации, определяют комплекс требований и ограничений на возможную реализацию остальных.
Съем сигнала осуществляется посредством электродов. Основными типами электродов являются:
простые твердые проводники, такие как диски и иглы (одиночные или массивы, часто изолированные, кроме наконечника),
проводники на печатных платах или гибкие полимеры, также изолированные, за исключением для наконечника
полые трубки, заполненных электролитом, таких как стеклянные пипетки, наполненные раствором хлорида калия или другим раствором электролита.
Ответ: Электрокардиография (ЭКГ) - электрофизиологическая методика регистрации и исследования, электрических полей, образующихся при работе сердца.
Суть данного метода состоит в регистрации электрических потенциалов, возникающих во время работы сердца и в их графическом отображении на дисплее или бумаге. Запись производится с поверхности тела пациента (верхние и нижние конечности и грудная клетка).
Изменения разности потенциалов на поверхности тела, возникающие во время работы сердца, записываются с помощью различных систем отведений ЭКГ. Каждое отведение регистрирует разность потенциалов, существующую между двумя определенными точками электрического поля сердца, в которых установлены электроды. Таким образом, различные электрокардиографические отведения отличаются между собой, прежде всего участками тела, от которых отводится разность потенциалов. Электроды, установленные в каждой из выбранных точек на поверхности тела, подключаются к гальванометру электрокардиографа. Один из электродов присоединяют к положительному полюсу гальванометра (это положительный, или активный, электрод отведения), второй электрод – к его отрицательному полюсу (отрицательный электрод отведения).
По ЭКГ можно оценить источник (так называемый водитель) ритма, регулярность сердечных сокращений, их частоту. Все это имеет большое значение для диагностики различных аритмий. По продолжительности различных интервалов и зубцов ЭКГ можно судить об изменениях сердечной проводимости. Изменения конечной части желудочкового комплекса (интервал ST и зубец Т) позволяют врачу определить наличие или отсутствие ишемических изменений в сердце (нарушение кровоснабжения). Важным показателем ЭКГ является амплитуда зубцов. Увеличение ее говорит о гипертрофии соответствующих отделов сердца, которая наблюдается при некоторых заболеваниях сердца и при гипертонической болезни.
Ответ: Медицинское изображение - это структурно-функциональный образ органов человека, предназначенный для диагностики заболеваний и изучения анатомофизиологической картины организма. Основными источниками для получения медицинских изображений являются методы лучевой диагностики - рентгенологический, магнитно-резонансный, радионуклидный и ультразвуковой.
Все медицинские изображения, независимо от способов их получения, принадлежат к одной из двух групп: аналоговые и цифровые изображения.
К аналоговым изображениям относятся те, которые несут в себе информацию беспрерывного характера. Например, изображения на рентгенограмме.
К цифровым относят изображения, полученные с помощью компьютера. Они имеют в своей основе матрицу, которая содержится в памяти ПК. Таким образом, цифровые изображения, в отличие от аналоговых, имеют дискретный характер. Поскольку в основе цифровых изображений лежит компьютерная технология, они становятся доступными для разнообразной обработки на ЭВМ. Аналоговые изображения могут быть преобразованы в цифровые и, наоборот. С этой целью применяют специальные устройства: аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.
Цифровое изображение формируется путем сканирования электронным лучом.
Объекты медицинского изображения можно разделить на твердые фрагменты (например, кости) и фрагменты, которые могут быть деформированы (например, структуры мягкой ткани); или на статические фрагменты (например, череп) и динамические (например, сердце).
Все медицинские изображения в лучевой диагностике могут существовать в виде твердых копий - рентгенограмм, отражений на бумаге, фотобумаге; или на магнитных носителях - лентах, дисках; или в нефиксированном виде - на экране дисплея или рентгенодиагностического аппарата.
Ответ: Моделирование – метод исследования, при котором действительный объект изучения (или явление) заменяется другим, подобным ему, который и называется моделью. Моделирование – один из эффективнейших методов познания действительного мира, в том случае, когда объект изучения очень сложен и нельзя рассмотреть его сразу во всех деталях, учесть все его внутренние связи и взаимодействия с внешней средой.
Модели, применяемые в биологии, медицине и фармации, можно разделить на:
Физические модели – подобные изучаемому объекту по своей природе или по геометрическим формам, или по материалу, из которого они изготовлены или по выполняемой функции. Физические модели могут отличаться от изучаемого объекта размерами, скоростями протекания процессов, материалов и т. д. Классические примеры физических моделей – детские игрушки, модели в самолето- и кораблестроении, манекены, образцы для исследования физико-химических свойств материалов, анализы крови, мочи и т.д.
К физическим моделям относятся и биологические модели: подопытные животные, изолированные органы, образцы тканей, культуры клеток, искусственные биологические мембраны. Аппарат «искусственная почка», аппарат искусственного дыхания, различные протезы - также примеры физических моделей.
Математические модели – система математических уравнений, формул, функций, графиков, описывающих те или иные свойства изучаемого объекта, процесса, явления. Например, математические модели генерации биопотенциалов и нервного импульса: уравнения Нернста, Гольдмана, Ходжкина-Хаксли.
Аналоговые модели могут отличаться от объекта изучения и по природе, и по геометрическим формам, и по материалу, но описываются теми же математическими зависимостями, что и исследуемая система.
В современной биологии, биофизике, медицине, фармации наиболее развиты математические модели.
Методы математического моделирования биохимических процессов
Первые математические модели биологических систем были созданы еще в начале ХХ века, однако более подробно начать обзор данных моделей следует с рассмотрения интегральной модели регуляции объема, рН и ионного содержания эритроцитов, созданной В. Лью и Р. Букином в 1986 году. Данная модель является самым простым примером применения математического моделирования в биофизике, т.к. она учитывает только кинетику изменения заряда, неидеального осмотического поведения гемоглобина и других растворенных в клетке веществ с изменением мембранного ионного транспорта эритроцита.
Ответ: Вызванные потенциалы мозга — это методика инструментального исследования, что позволяет регистрировать ответную реакцию определенных участков мозга на внешние раздражители.
В медицинской практике наиболее часто применяются три вида исследований вызванных потенциалов головного мозга:
Зрительные вызванные потенциалы: дают возможность произвести наблюдение зрительного пути от сетчатки глаза до соответствующего отдела коры головного мозга. Для стимуляции системы зрения используют монитор со специальной динамически изменяющейся картинкой или очки со светодиодами. Данное обследование является одной из самых информативных методик при диагностике пациентов с признаками таких патологий, как рассеянный склероз, височный артериит, воспалительные и опухолевые заболевания, сахарный диабет, поражения вегетативной нервной системы, зрительных нервов и сетчатки. По результатам исследования специалист может произвести прогноз нарушений зрения при целом ряде заболеваний различной этиологии (неврологических, сосудистых, эндокринных).
Слуховые вызванные потенциалы — один из способов центральных, периферических и вегетативных поражений акустической системы. Для оценки слухового анализатора на исследуемого надевают наушники, через которые подаются звуки (в виде «щелчков») определенных параметров. В результате обследования удается довольно точно выяснить характер, степень и локализацию нарушений слухового и вестибулярного аппарата человека. Результат исследования имеет высокую ценность при изучении рассеянного склероза, болезней лицевого и тройничного нерва, неврита слухового нерва, отита, отосклероза, сосудистых патологий мозга, скрытых и глубинных опухолевых патологий.
Соматосенсорные вызванные потенциалы — исследование пути нервного сигнала от рецепторов кожи рук и ног до коры мозга. Проводящие пути и мозговые центры отвечающие за чувствительность стимулируются легкими импульсами тока — ощущения несколько неприятны, но опасности ток никакой не представляет. Цель обследования — оценка сенсорных проводящих путей, анализ функционирования и сохранности нервных структур спинного и головного мозга, выявление степени нарушения и проверка медикаментозного воздействия. Данная методика применяется для диагностики различных патологий спинного мозга, рассеянного склероза, заболеваний периферической и вегетативной нервной системы (невропатий, травматических поражений нервных тканей и др.) Соматосенсорные вызванные потенциалы — один из наиболее информативных методов исследования заболеваний спинного мозга и лучший способ мониторинга эффективности проводимого лечения.
Цель обследования — вызвать ответную реакцию на соответствующий сигнал, т.к. стимулы поступают через группу рецепторов, связанных с конкретным участком коры головного мозга.
На определенные участки головы (или в области позвоночника) наклеиваются электроды — они и будут регистрировать электрическую активность соответствующих центров.
Само исследование занимает от нескольких минут до часа, в зависимости от типов регистрируемых потенциалов. Каких-либо дискомфортных ощущений исследования не вызывают.
В упрощенном варианте суть исследования сводится к анализу всего пути от поступления сигнала через органы чувств и рецепторы кожи до мозга и обратной реакции в ответ на раздражитель. По данным обследования можно найти именно тот участок нервной системы, где происходит торможение передачи возбуждения от периферических нервов через спинной мозг к коре головного мозга.